从实践学习中探索科学世界

吴桑

〔摘    要〕  探索科学世界需要通过实践方法才能实现目标，在实践中学习，能够激发学生的学习兴趣，培养学生的创造能力。本文将介绍探索科学世界的重要性，以及如何在教育中应用这种方法。通过实践，学生能够亲身体验科学原理，加深对知识的理解，并培养实验设计和数据分析的技能。在实践中学习能够促进学生合作能力的提升，培养他们的科学思维。最后，本文还将提供一些探索科学世界的策略，以期帮助教师和学生更好地探索科学世界。

〔关键词〕  小学科学；探索科学世界；实践学习

〔中图分类号〕  G424                〔文献标识码〕  A         〔文章編号〕  1674-6317    （2024）  01    013-15

科学作为一门学科，对于培养学生的科学素养和解决问题的能力至关重要。然而，传统的教学方法往往过于注重知识的传授和记忆，缺乏对学生主动参与和实践探索的重视。为了激发学生的学习兴趣、培养其动手能力，越来越多的教育工作者开始探索一种更具实践性和体验性的学习方法——探索科学世界。这种学习方法通过让学生亲身参与实验、观察和推理，使他们更好地理解和掌握科学知识，培养创造能力和解决问题的能力。

一、探索科学世界的重要性

（一）激发学生的学习兴趣

探索科学世界的重要性在于激发学生的学习兴趣。传统的科学教育往往以纸上谈兵为主，学生只是被动地接受知识，缺乏主动参与和亲身体验的机会。然而，通过探索科学世界的实践学习，学生可以亲身参与科学实验、观察和推理，从而激发他们对科学的好奇心。首先，通过实践参与科学活动，学生能够亲身体验科学的奇妙和趣味性。他们可以通过自己的动手操作和观察，发现科学现象的规律和原理。例如，通过简单的物理实验，学生可以亲眼见证重力的作用、电流的流动以及光的折射等现象。这种亲身体验能够激发他们对科学的好奇心和兴趣。其次，探索科学世界能够让学生主动参与和探索，从而培养他们的探索精神和自主学习能力。在实践活动中，学生需要提出问题、设计实验、观察和记录结果，并通过分析和推理得出结论。这种主动参与的过程能够培养学生的独立思考和解决问题的能力，激发他们对科学探索的热情。此外，探索科学世界还能够将抽象的科学知识转化为具体的经验和实践。传统的科学教育往往注重理论知识的传授，但对于学生来说，这些抽象的概念往往难以理解和应用。通过实践参与科学活动，学生可以将理论知识应用到实际问题中，将科学原理转化为实验操作和观察结果，从而加深对科学知识的理解和掌握。

（二）加深学生对科学的理解

探索科学世界的实践学习不仅能够激发学生的学习兴趣，还能够使他们加深对科学知识的理解。传统的科学教育往往侧重于理论知识的灌输，学生只是接受知识，很难真正理解其中的科学原理和概念。然而，通过实践参与科学实验和观察，学生能够更加深入地理解科学知识。首先，实践活动可以帮助学生将抽象的科学概念转化为具体的经验和实践。通过亲身参与实验和观察，学生可以亲眼见证科学现象的发生和变化。例如，通过化学实验，学生可以亲自观察化学反应的过程和产物，从而更好地理解化学反应的原理和化学方程式。其次，实践参与科学活动可以帮助学生发现科学现象的规律和原理。通过实际操作和观察，学生可以观察到一系列相关现象，并通过整理和分析数据发现其中的关联。例如，在物理实验中，学生可以通过改变物体的质量、形状或高度等因素，观察和记录物体的运动规律，从而深入理解牛顿运动定律等物理原理。此外，实践活动还可以帮助学生运用科学知识解决实际问题。通过参与实践，学生可以将科学知识应用到实际场景中，解决现实生活中的问题。例如，在生物实验中，学生可以设计实验研究植物的生长条件，从而找到最适宜的环境因素，提高农作物的产量。这能够让学生更加深入地理解科学知识的实际应用价值。

（三）培养学生实验设计技能

实验设计是科学探索中至关重要的一环，它要求学生提出问题、制定实验方案、选择合适的实验方法和工具，并进行实验操作和数据收集。通过参与科学实验设计，学生能够培养创造能力和解决问题的能力，提高实验设计的技能水平。首先，实际参与科学实验设计能够培养学生的创造能力和创新思维。在实验设计过程中，学生需要提出问题并制定解决方案，这要求他们能够思考和尝试新的想法和方法。通过思考和实践，学生可以培养创造性思维和创新意识，提高解决问题的能力。其次，实验设计需要学生运用科学知识和科学方法，选择合适的实验方法和工具。在实验设计中，学生需要结合所学的科学知识，根据问题的要求和实验目标，选择适当的实验方法和工具。这要求他们能够理解和应用科学原理，运用科学方法进行实验设计，培养实验设计的技能。此外，实验设计还需要学生具备系统思维和综合能力。在实验设计中，学生需要考虑各种因素的影响，进行全面分析和综合，制定合理的实验方案。他们需要思考实验变量、控制变量和测量方法，以确保实验的准确性和可靠性。这种综合思维和系统能力的培养将有助于学生在科学探索中准确而有序地进行实验设计。

二、从实践学习中探索科学世界

（一）设计富有挑战性的实践任务

设计富有挑战性的实践任务是实践探索科学世界的重要方法。《水到哪里去了》的实践任务，能够激发学生的探索欲望，同时培养他们的科学思维能力。在这个实践任务中，学生将探索水的循环过程。任务的第一步是提出问题：“当我们用水洗澡、喝水或者种植植物时，水到哪里去了？”学生意识到水并不会消失，而是发生了一系列的变化和转移。接下来，学生需要设计一系列实验来探究水的循环过程。首先，学生可以进行观察实验，观察在热水壶中烧开水后，水蒸气如何升腾并最终凝结成水滴。这个实验可以帮助学生理解水的蒸发和凝结过程。其次，学生可以进行模拟实验。使用一个封闭的容器，将水加热并观察水蒸气的生成，然后，观察当水蒸气冷却时如何凝结成水滴。通过这个实验，学生可以更加深入地理解水的蒸发和凝结过程，并了解水的形态转变是如何发生的。接着，学生可以进行实地观察。他们可以去附近的河流、湖泊或海洋等地方，观察水的存在形式和水循环的过程。他们可以记录降雨的情况，观察水在地面的流动和渗透，以及水蒸发的情况。这样的实地观察将帮助学生将水的循环过程与实际环境联系起来。最后，学生需要总结实验结果，并就水的循环过程进行解释和展示。他们可以利用图表、模型或口头报告的形式，向同学和教师展示他们的实验结果和发现。通过总结和展示，学生将巩固他们对水循环过程的理解，并展示他们的科学思维能力。

（二）重视观察和记录

在观察水沸腾的过程中，学生会发现水是液态的，具有流动性和透明度。水分子在室温下以自由流动的状态存在，而且没有固定的形状。此外，学生还可以观察到水的表面张力和蒸发现象等特点。与水相比，冰则是固态的形式。冰块具有固定的形状和体积，呈现出结晶的结构。学生可以观察到冰的硬度和透明度，以及冰的融化和凝固过程。在实验过程中，学生还可以使用温度计来测量水和冰的温度变化，以进一步了解它们的特性。通过实验观察，学生可以总结水和冰的相同点和不同点。他们会发现水和冰都是由水分子组成的，但在温度和形态上存在差异。水和冰都具有透明度，但冰块是固态且有固定的形状，而水则是液态且没有固定的形状。

（三）鼓励学生开展合作

通过合作探索，学生可以研究水在什么条件下会结冰，以及水结冰后会发生哪些变化。这样的合作探索有助于学生深入了解水的性质和冰的形成过程。在实验中，学生可以探究水在何种温度下会结冰。小组成员可以尝试将不同温度的水置于冷冻环境中，观察水的变化过程。通过合作观察和记录数据，他们可以发现水在接近0摄氏度时会逐渐凝固成冰。一旦水结冰，学生可以进一步观察冰的特点和变化。他们可以比较水和冰的性质差异。通过合作观察，他们会发现冰是固态的，具有固定的形状和体积，而水是液态的，没有固定的形状。此外，学生还可以观察冰的物理特性，如硬度、透明度和融化过程。

（四）引导学生进行推理

通过引导学生思考和推理，他们能够发展自己的科学思维能力，并深入理解物质的性质和相互作用。引导学生进行推理，可以讨论“如果给冰加热会发生什么现象”。首先，学生可以思考冰的物理特性，他们会回顾之前的实验观察结果，了解冰是水的固态形式，具有一定的硬度和固定的形状；接下来，学生会推理如果给冰加热，可导致冰的温度升高。他们会想象冰颗粒之间的相互作用变强，导致冰逐渐转变为液态的水。在这个过程中，学生会推测冰的形状会逐渐失去，变得模糊不清。同时，学生会推理在冰加热过程中，温度达到冰的融化温度后，冰会完全融化成水，描绘出冰开始融化的过程，以及冰和水共存的状态。此外，学生还会推理如果继续给水加热，水的温度将继续升高，最终达到沸腾温度，水会转变为水蒸气，并推测在加热过程中，水会产生蒸汽，并逐渐转变为气态。引导学生通过进行这样的推理，理解冰加热过程中的现象和物质状态的变化。这样的推理活动培养了学生的逻辑思维和科学推理能力，使他们能够从已有的知识和观察结果中推断出新的结论。

（五）提供反思的机会

在探索水结冰的实验中，教师可以提供反思的机会，让学生回顾他们的实践经验。首先，学生可以反思他们在实验过程中遇到的挑战和困惑，思考在探索水结冰条件的过程中是否遇到了问题，比如温度控制、实验数据记录或实验设计的合理性等方面。通过反思，学生可以寻找解决问题的方法，并提出改进实验的建议。其次，学生可以反思实验中观察到的现象和结果，思考自己观察到的冰的形态、水的变化以及温度的影响等。通过对实验结果的反思，学生可以深化对水和冰性质的理解，并尝试解释这些现象背后的科学原理。最后，学生可以反思自己的实验设计和操作步骤，思考实验设计是否合理、操作步骤是否准确，以及数据记录是否完整和准确等。通過反思实验设计和操作步骤，学生可以发现自己的优点和改进的空间，并提出改进实验设计和操作的建议。

三、结语

综上所述，探索科学世界是培养学生科学素养和实践能力的重要途径。通过合理设计实践任务，并提供支持和引导，我们可以激发学生的好奇心和创造力，培养他们的科学思维和实践能力，并帮助他们更好地理解和应用科学知识。让我们一起致力于推动科学教育的发展，为学生构建一个充满探索和发现的科学世界。

参考文献

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